Anhoren
Teilen
In Österreich und Italien haben Wissenschaftler einen bisher unbekannten Prozess hinter dem programmierten Zelltod entdeckt und hoffen dadurch auf neue Ansätze in der Krebstherapie.
Die Zellteilung ist ein entscheidender Moment im Lebenszyklus einer Zelle: Geht dabei etwas schief, stoppt sie ihr Wachstum oder tötet sich selbst. Ein bislang unbekannter Prozess, der diesen programmierten Zelltod gleich auf zweifache Weise einleitet, wurde nun von einem Team aus Österreich und Italien entdeckt. Dieser Mechanismus könnte im Kampf gegen Blutkrebs eine wichtige Rolle spielen, da viele neue Krebsmedikamente gezielt in die Teilung der Tumorzellen eingreifen. Die Studie erschien in der Fachzeitschrift Science Advances.
Die Zellteilung ist ein hochkomplexer Mechanismus. Innerhalb weniger Stunden muss nicht nur die gesamte Erbinformation mit ihren Milliarden „Buchstaben“ kopiert, sondern auch alle anderen Strukturen der Zelle verdoppelt werden, damit am Ende zwei vollständige, neue Tochterzellen entstehen können.
Kurz vor der Zellteilung bilden sich zwei gegenüberliegende Ankerpunkte aus Eiweißmolekülen, die sogenannten Zentrosomen, aus denen lange Proteinfäden wachsen. Diese dringen bis zum verdoppelten Erbgut vor, haften daran und ziehen je eine Kopie jedes Chromosoms zu den gegenüber liegenden Zentrosomen.
Misslingt dieser letzte Schritt, können die Auswirkungen verheerend sein, da die neu entstehenden Zellen nicht nur doppelt so viel genetische Informationen, sondern auch extra Zentrosomen hätten. Dadurch wären sie entweder nicht überlebensfähig oder würden leichter entarten – denn eine abweichende Anzahl an Zentrosomen ist bei vielen Krebszellen zu finden. Bevor es also dazu kommt, stellt eine Zelle in der Regel ihr Wachstum ein oder zerstört sich selbst.
„Anschlag“ auf die Zellkraftwerke
Wie genau dieser programmierte Zelltod, Apoptose genannt, bei fehlerhafter Zellteilung eingeleitet wird, haben nun Forscher um Andreas Villunger, Adjunct Principal Investigator am CeMM in Wien und Professor an der Medizinischen Universität Innsbruck, und Luca Fava, außerordentlicher Professor an der Universität Trento, Italien, aufgeklärt. In ihrer Studie konnten sie zeigen, dass das Verbleiben mehrerer Zentrosomen in einer Zelle – eine Folge gestörter Zellteilung – die Formierung eines großen Proteinkomplexes auf den Plan ruft, das sogenannte PIDDosom.
Dieser Komplex aktiviert wiederum das Enzym Caspase-2, mit dem zwei tödliche Prozesse gleichzeitig angestoßen werden: Einerseits aktiviert es das Molekül BID, das die Mitochondrien, die zellulären Kraftwerke, zerstört und dadurch zum Niedergang der Zelle führt. Andererseits wird durch Caspase-2 der bekannte Tumorsuppressor p53 aktiv, welcher Signalketten einleitet, die ebenfalls zum Zelltod führen. Es kommt also zu einem Doppelschlag, der sicherstellt, dass Zellen mit mehreren Zentrosomen absterben, selbst wenn einer der Faktoren – BID oder p53 – fehlt oder gehemmt ist.
Neuer Ansatz im Kampf gegen Blutkrebs
Diese neuen Erkenntnisse erweitern nicht nur das Verständnis der grundlegenden molekularen Mechanismen, sie könnten auch im Kampf gegen Blutkrebs helfen. Denn ein Kennzeichen aller Tumorzellen ist ihre schnelle und unkontrollierte Zellteilung. Viele Krebsmedikamente greifen daher in die Zellteilung ein und stören sie. Dabei kommt es oft zur Bildung mehrerer Zentrosomen in den Krebszellen – hier könnte man die tödliche Wirkung des PIDDosoms nutzen, um die Wirksamkeit der Medikamente zu verbessern.
„Indem man die Krebszellen auf ihre BID- und Caspase-2-Aktivität untersucht, könnte man in Zukunft jene Patienten identifizieren, die am besten auf Medikamente ansprechen, die in die Zellteilung eingreifen“, beschreibt Prof. Villunger das Anwendungspotential der Studie. „Die Überführung von Laborforschung in die klinische Praxis ist ein langwieriger und komplexer Prozess. Ein tieferes Verständnis der Mechanismen bereits zugelassener Medikamente ist jedoch entscheidend, um Therapien sowohl wirksamer als auch weniger invasiv zu gestalten“, fügt Prof. Fava hinzu, der davon überzeugt ist, dass seine Forschung dabei helfen könnte, bestehende Medikamente in neuen Kombinationen einzusetzen.
